第十組 - 自動化系統

1. 第十組-自動化系統 組員 4970H117葉原琦 4970H119許智淵 4970H159林培元 4970H180簡進勇 4970H181洪郁翔 4970H187賴巖賜

2. 目錄 一、自動倉儲 二、自動駕駛 三、自動列車運行裝置 四、自動吸塵器 五、機械手臂 六、堆肥處理自動翻推機

3. 一、自動倉儲 (Automated Warehouse)

4. 是由高層立體貨架、堆高機、各種類型的叉車、出入庫系統、無人搬運車、控制系統及周邊設備組成的自動化系統。該系統能充分利用存儲空間，通過電腦可實現設備的聯機控制，以先入先出的原則，迅速準確地處理物品，合理地進行庫存管理及資料處理。通過持續地檢查過期或過長庫存的物品，防止不良庫存，提高管理效能。是由高層立體貨架、堆高機、各種類型的叉車、出入庫系統、無人搬運車、控制系統及周邊設備組成的自動化系統。該系統能充分利用存儲空間，通過電腦可實現設備的聯機控制，以先入先出的原則，迅速準確地處理物品，合理地進行庫存管理及資料處理。通過持續地檢查過期或過長庫存的物品，防止不良庫存，提高管理效能。

5. 自動倉儲的種類 1.單元貨載(Unit Load AS/RS)：主要是處理棧板或貨櫃，荷重為1000磅以上，高度從15呎到100呎。 2.輕負載貨載(Mini Load AS/RS)：主要是處理塑膠、金屬或 個別的紙箱，荷重大約為500磅以下，高度不超過30呎，但有時會到50呎。

6. 自動倉儲系統的優點 自動倉儲系統發展至今已日趨成熟，國內各企業也逐步引進此系統，以減少儲存成本、人員的浪費，並可提供及時與便捷的倉儲管理作業，其主要的優點是：(1)可改善儲存空間的利用； (2)節省直接與間接人工成本； (3)精確的控制存貨； (4)減少貨品的損壞與失竊； (5)增進操作安全性； (6)改善生產流程； (7)節省搬運成本。

7. 一般來說，物流中心的自動倉儲系統多以棧板為儲存單位，可要求供應商在出貨前就已棧板為裝載單位，以簡化進貨及儲存作業的時間。一般來說，物流中心的自動倉儲系統多以棧板為儲存單位，可要求供應商在出貨前就已棧板為裝載單位，以簡化進貨及儲存作業的時間。

8. 棧板放置

9. 一般廠的自動化物料搬移系統可分為兩大部份：一為製程區間搬移系統，主要是負責在不同的製程區之間的搬運任務；二為同一製程區內搬移系統，主要是負責於同一製程區內的搬運任務。一般廠的自動化物料搬移系統可分為兩大部份：一為製程區間搬移系統，主要是負責在不同的製程區之間的搬運任務；二為同一製程區內搬移系統，主要是負責於同一製程區內的搬運任務。

10. 自動倉儲的設備 自動捆包機 電腦控制中心 輸送帶 無人搬運車 週邊設備─存取機器、輸送設備、電腦控制中心、其他附屬設備。

11. 自動堆卸棧板機 電腦控制中心─控制倉儲自動化的主要單元，從倉庫之安排到整個存取作業，以及一些非硬體設備之資料。 其他附屬設備─分類、檢驗及防火設備 為求效率達到最高尚須將商品條碼標準化與棧板標準化

12. 揀貨自動化

13. 電腦輔助揀貨系統 CAPS亦即無揀貨單系統，以一連串裝於貨架格子上的電子顯示裝置(電子票簽)取代揀貨單，指示應揀取之物品及數量，輔助撿貨人員之作業，減少目視尋找的時間。不僅減少揀錯率，更大幅提高效率。 系 統 示 意 圖

14. 作業流程 1.資料輸入員輸入資料給電腦，自主電腦下載訂單資料。 2.控制器及接線箱將輸資料傳送至貨架上電子票簽。 3.電子票簽顯示出揀貨數量。 4.揀貨員按照即時指示，快速而準確地執行揀貨指令，不必攜帶揀貨單。 4.揀貨員按下"完成"按鈕，回報完成信號給電腦，進入下一張訂單。

15. 無線揀貨台車系統 無線揀貨台車系統構成圖

16. 入庫作業 1.管理PC與入庫管理PC由主電腦接收入庫指示資料。 2.將入庫PC印發之入庫標簽貼於貨物上。 3.入庫標簽經過條碼掃讀機掃瞄後，入庫指示顯示於叉車上之無線終端。 4.叉車司機將貨物送至指示位置，按下"入庫確認按鈕"。 5.位置經由 S-ID受信機傳送至管理PC。如果位置正確，自無線終端傳送入庫完成資料。

17. 出庫作業 1.管理PC由主電腦接收出庫指示資料。 2.管理PC將出庫指示資料顯示於叉車上之無線終端。 3.叉車司機駛至無線終端所指示之貨架位置，將叉伸出至拖盤下後按下"出貨確認按鈕"。 4.叉取位置經由 S-ID受信機傳送至管理PC。 5.如果位置正確，無線終端傳送出庫完成資料。

18. 分貨自動化 典型的分類系統 所謂分類是將具有人為資訊的物品集合在該資訊所定的位置。亦即，所謂的分類是指先識別，引入物品，然後再分至所定的位置。

19. 導入自動分類機的優點 1.提高單位時間內的處理量。 2.提高物流服務品質。 3.降低揀貨錯誤率。 4.縮短作業前置時間。 5.降低物流成本。 6.可以解決人力不足的問題。 目前處理速度最快、最正確，且可達到無人化的自動分類機是利用條碼與條碼掃描器的輸入方式。

20. 自動倉儲應用實例(2) 棧板式自動倉儲 高科技化工業自動倉庫 荷重1500KG 2472個儲位 21M高 4台高架吊車

21. 自動倉儲應用實例(4) 塑膠箱式自動倉儲 電腦零件自動倉庫 荷重50KG 3720個儲位 4M高 3台高架吊車

22. 二、自動駕駛

23. 自動飛行系統 為了減輕飛行員的負擔並確保飛行路徑的正確性，遂有自動駕駛系統的發展。 自動駕駛系統主要可由飛行員輸入飛機飛行的四個參數做自動的控制，包括: 1.飛行速度或馬赫數 2.飛行方向﹙航向﹚ 3.飛行高度 4.升降速率

24. 自動列車運行裝置 自動列車運行裝置 讓列車可以在無人駕駛下，自動開停車，自動開關門。當駕駛室有司機的時候，可以由司機負責開門和關門，關好門後按下啟動按鈕，列車便自動開車，並根據訊號系統的指示來行車，到達停車站時自動停車。

25. 為避免司機在緊急情況下，因缺乏駕駛經驗令駕駛技術不足，所以不會全日使用自動駕駛裝置，會有部份時間由司機作人手駕駛，以保持司機的駕駛技術。在台灣的台北捷運也有類似規定。

26. 車輛自動駕駛系統 定速控制 在駕車行駛過程中，駕駛員可以啟動巡航定速，之後不需再踩油門，車輛既可按照一定的速度前進。 在長途駕駛時，巡航定速裝置可以把駕駛員的腳從油門踏板上解放出來，從而減少疲勞程度；在有限速標誌的路段 防撞系統 現在汽車安全的概念，已經從被動減少碰撞造成傷亡的範疇，演進到主動避免車輛碰撞事故發生機會的階段。

27. 三、自動列車運行裝置

28. 自動列車運行裝置(英文稱Automatic Train Operation) ATO裝置讓列車可以在無人駕駛（有時有司機監控）下，自動開停車，自動開關門。當駕駛室有司機的時候，可以由司機負責開門和關門，關好門後按下啟動按鈕，列車便自動開車，並根據訊號系統的指示來行車，到達停車站時自動停車。ATO裝置可以根據自動列車控制裝置（ATC）或自動列車保障裝置（ATP）等訊號系統所提供的訊號自動加減速，使用ATO裝置可以令列車減少加減速的時間和長度，從而增加列車的班次。

29. ATO裝置的好處 ATO裝置的好處，某程度上可以減少人為的失誤，不過在香港鐵路列車上的ATO裝置，有時亦出現因制動系統的氣壓偏差或路軌濕滑而導致列車過早停下來或超過停車位置的情況，需要司機修正停車位置。(在台灣，台北捷運將ATO當成ATC的子系統分類，於各路線均有使用。)

30. 日本方面，ATO的使用其實並不普遍，一般認為其不及人手可靠，而前身為國有鐵道的JR各線至今完全不導入ATO裝置。其他使用ATO的鐵道公司，為避免司機在緊急情況下，因缺乏駕駛經驗令駕駛技術不足，所以不會全日使用ATO裝置，會有部份時間由司機作人手駕駛，以保持司機的駕駛技術。在台灣的台北捷運也有類似規定。(ATO不普遍表示系統還有進步的空間並且在緊急狀況下如:系統故障，還是需要司機親自操作避免發生意外)日本方面，ATO的使用其實並不普遍，一般認為其不及人手可靠，而前身為國有鐵道的JR各線至今完全不導入ATO裝置。其他使用ATO的鐵道公司，為避免司機在緊急情況下，因缺乏駕駛經驗令駕駛技術不足，所以不會全日使用ATO裝置，會有部份時間由司機作人手駕駛，以保持司機的駕駛技術。在台灣的台北捷運也有類似規定。(ATO不普遍表示系統還有進步的空間並且在緊急狀況下如:系統故障，還是需要司機親自操作避免發生意外)

31. 結論 無人駕駛捷運在歐洲和部分亞洲國家中已經十分普遍。從經濟考量上，自動化鐵路趨向把系統的設施縮少到能夠依附到大型運輸系統當中，從而令相對較小型的安裝設施合乎經濟效益。

32. 四、自動吸塵器

33. 自動吸塵器 起源 演進 結論

34. 起源 在過去，使用掃把或濕拖把是清除角 落灰塵或擦拭地板的唯一方法。隨著二十 世紀機械文明的不斷演進，吸塵器的發明 開始取代清掃與拖地的體力勞動工作。

35. 灰塵吸入的革命性概念，是由英國工程師塞西爾‧布茲所實現；有一天他看著一台由美國人發明電動清潔器的靈感。那台機器利用高壓噴射，將灰塵與廢物吹入一個集塵箱內，布茲隨即想到可以用吸的方法替代吹的方式。後來在1901年，他發明了一台稱為「布茲的真空清潔泵浦」吸塵器灰塵吸入的革命性概念，是由英國工程師塞西爾‧布茲所實現；有一天他看著一台由美國人發明電動清潔器的靈感。那台機器利用高壓噴射，將灰塵與廢物吹入一個集塵箱內，布茲隨即想到可以用吸的方法替代吹的方式。後來在1901年，他發明了一台稱為「布茲的真空清潔泵浦」吸塵器 灰塵吸入的革命性概念，是由英國工程師塞西爾‧布茲所實現；有一天他看著一台由美國人發明電動清潔器的靈感。那台機器利用高壓噴射，將灰塵與廢物吹入一個集塵箱內，布茲隨即想到可以用吸的方法替代吹的方式。後來在1901年，他發明了一台稱為「布茲的真空清潔泵浦」吸塵器

36. 第一次世界大戰期間，布茲接到清潔水晶宮（Crystal Palace）的請求，那是第一屆世界博覽舉行的場地。因為待在水晶宮內的軍人，都因感染某種傳染疾病，而一一過世。布茲的真空吸塵泵浦，從飽受病菌折磨的水晶宮內吸入大量的灰塵，因而將疾病鎮住。之後，德國、俄國與法國的領導人在參加愛得華七世加冕時，都渴望能買到布茲的真空吸塵泵浦。

37. 演進 西元前2300年 住在山洞的原始人開始使用細枝掃把。 1858年 美國引進地毯清掃器。 1875年 引進結合吸入與刷輥的清潔器。 1905年 第一台「可攜式」電動吸塵器是由查普曼及史基納兩人所發明。 1969年 推出第一台自動推進的吸塵器。

38. 結論 高轉速馬達等改善裝置不斷加入，現在具有各種功能及設計的吸塵器已普及全世界。而未來吸塵器猜測應該會往更輕量化更便於攜帶更節能更多變速吸力方向發展...

39. 五、機械手臂

41. 種類與原理 目前產業所使用的機器人大多以機械手臂的型式為主，機械手臂又以各種形狀與大小而有所不同，常見的型式有線性手臂、SCARA手臂、關節多軸機械手臂等。從關節構造上，可分為三軸（含）以下（簡稱三軸）與四軸（含）以上（簡稱多軸）兩大類。雖然在應用上的原理類似但是兩者的技術並不相同，也因為使用者的需求不同自然在功能區隔上就會非常明顯。機械手部會根據工作種類附加各式的夾持或加工工具，設計上是模仿人類手部機能為主

42. 標準三軸關節型機械手的X、Y、Z代表座標

43. 機械手臂應用 機械手臂在產業自動化的應用已經相當廣泛，因為各個國家產業分佈的不同，以及各產業對於機械手臂的需求量也有差異。主要是使用於人工無法進行或者會耗費較多時間來做的工作，機械手臂在精度與耐用性上可以減少許人為的不可預知問題。自從第一台產業用機器人發明以來，機械手臂的應用也從原本的汽車工業、模具製造、電子製程等相關產業，更拓展到農業、 醫療、服務業…等等。 多軸機械手臂研發方面，多軸式機械手臂廣泛應用於汽車製造商、汽車零組件與電子相關產業。機械手臂可以提昇產品技術與品質，而這些初期工作大多可以藉由機械手臂來完成。機械手臂的精準、零誤差，對於產品的品質掌握自然擁有其優勢，減少品管所花費的時間與人力。 工業應用上，以裝配、加工、熔接、切削、加壓、貨物搬運、檢測…等，全球目前產業使用量是以汽車、汽車零組件、化工、橡膠和塑料等最大。

44. 應用在國際太空站上的移動維修系統

45. 用機械手臂夾球

46. 可以抄飯的機械手臂

47. 工廠應用的機械手臂

48. 六、堆肥處理自動翻推機

49. 摘要 近年來牛、羊肉市場熱絡，羊隻飼養頭數激增，且捨棄傳統的放牧而改採集約圈飼養方式，且規模逐漸擴大。因此，對養羊場的糞尿處理及利用，應該加以重視。首先應注重堆肥處理等方式進行輔導，並全面改善對牧場環境的污染。

50. 堆肥處理自動堆肥機 家畜所排泄新鮮糞便，水分含量高，衛生條件不良，惡臭及搬運不便，若以新鮮糞尿施灌土壤中，因排泄物中有機生物在土壤中分解食，對作物生長會發生不良影響，必須經過堆肥化發酵處理後做成堆肥後，不但對作物生長不具有害處且可除惡臭，殺滅病原微生物及雜草種子，而成為搬運方便商品化的有機肥料。